Рациональное использование овражно-балочных земель

Овражно-балочные земли Центрального Черноземья — это преиму­щественно земли присетьевого и гидрографического фонда, представ­ленные склонами и днищами балок, расчлененных сетью затухающих и растущих оврагов, которые используются как пастбища и реже как сенокосы. Таких земель в зоне 13 % общей площади сельскохозяйст­венных угодий. В условиях пересеченного рельефа местности, сильной распаханности территории (82%), повсеместно развитой водной эро­зии почв, ограниченности земельных ресурсов и интенсификации сель­скохозяйственного производства вопросы рационального и высокоэф­фективного использования овражно-балочных земель приобретают ис­ключительную актуальность.

В овражно-балочных землях в наибольшей степени нарушено эко­логическое равновесие природных компонентов, а образование промоин и оврагов свидетельствует о нерациональном использовании сельскохо­зяйственных угодий. Освоение этих земель должно базироваться на те­ории соответствия и подобия сельскохозяйственных ландшафтов (агроландшафтов) природным территориальным комплексам, существовав­шим до начала интенсивного использования этих земель. Речь идет о восстановлении равновесия между природными компонентами почв.

Овражно-балочные земли генетически связаны со всеми процесса­ми, происходящими на прилегающих водосборных площадях и конкрет­ных приводораздельных склонах, т. е. обусловлены определенным типом местности, формирующим соответствующие ландшафты.

Необходимость изучения овражно-балочных земель объясняется их значительной долей в структуре сельскохозяйственных угодий, низкой продуктивностью, повсеместно развитой водной эрозией почв, исключи­тельной сложностью природных явлений, усиленных и измененных антропогенным воздействием, отсутствием теоретических и методологиче­ских разработок для обоснования условий их мелиорации и хозяйствен­ного применения. Нельзя осуществлять их бессистемную распашку, ко­ренное улучшение, чрезмерную пастбищную нагрузку и т.д. В каждом конкретном случае необходим комплекс решений, основанных на глубо­ком изучении закономерностей процессов на уровне отдельных фаций в пределах одного типа местности, частью которых являются элемен­тарные водосборные площади как самостоятельные территориальные единицы. Изучение таких земель следует базировать на закономерно­стях развития различных непрерывных процессов внутри элементарных водосборов или составляющих их склонов.

Основная доля (>83%) пастбищ расположена на склонах гид­рографической сети: на пологих (3-8°) - 16,5%, на покатых (8-15°) - 34 и на крутых (>15°) - 49,5% [11]. Чаще всего овражно-балочные земли подвержены плоскостному смыву и линейному раз­мыву. В зоне имеется около 50% в различной степени смытых пастбищ, которые в значительной степени затронуты линейной эрозией.

Табл. 1. Характеристика почв в поперечном створе балки

«Большой верх» по основным элементам рельефа

Обследование овражно-балочных земель в Курской области [1] показало, что причина их низкой продуктивности — нерациональное использование. Бессистемный выпас скота без надлежащего ухода за пастбищами ведет к изреживанию и качественному изменению расти­тельного покрова, разрушению дернины, смыву и размыву почв талы­ми и ливневыми водами, образованию промоин и оврагов, в результате чего продуктивность травянистых ценозов снижается до 6-10 ц/га се­на. Кроме того, эти земли — крупный и недостаточно использованный резерв получения полноценных кормов для животноводства [З]. Необ­ходимость их мелиорации для прекращения эрозии и поднятия их про­дуктивности очевидна.

В последние годы все чаще проводят коренное и поверхностное улучшение овражно-балочных земель. Продуктивность их при коренном улучшении возрастает в три — пять раз, а при поверхностном — в два-три раза [8, 9, 12]. Однако не всегда улучшение таких земель да­ет положительный результат. При выборе участков под улучшение учи­тывают их низкую урожайность и возможность применения средств ме­ханизации, а пестроту почвенно-растительных условий, хрупкость ди­намического равновесия сложившихся экосистем, генетически связан­ных с другими компонентами природы, часто игнорируют.

Нами были детально изучены 530 га овражно-балочных земель в колхозе «Большевик» Тимского района Курской области, 1 082 га в колхозе «Костенки» Хохольского района Воронежской области и в других хозяйствах зоны. Наиболее типична — балка «Большой верх» в Курской области. При обследовании ее выявлена значительная пестро­та и мелкоконтурность почвенного и растительного покрова этой балки.

Почвы днищ балки и склонов существенно различаются по основ­ным элементам рельефа (табл. 1). Экспозиция склона также значи­тельно влияет на свойства почв. Щелочность почвы на днище балки (ее ширина в створе составляет 150 м) объясняется примесями мело-мергелистых наносов. Кислая реакция почв на склонах обусловлена наличием кислых почвообразующих пород (рН — 4,3-4,9). Резкое воз­растание содержания гумуса на глубине 170-230 см на днище балки — результат образования осоково-тростникового торфа, оказавшегося по­гребенным вследствие отложения стока наносов со склонов, о чем сви­детельствуют песчаные прослойки и отложения мергелистого материа­ла. Результаты определений водопроницаемости почв на балочных скло­нах и по их днищу в 24 точках выявили более высокую водопрони­цаемость почв на склонах балки. Впитывание и скорость фильтрации почв днища балки вследствие их кольматации и уплотнения значительно ниже (рис. 1).

Рис. 1. Характеристика водопроницаемости тяжелосуглинистых черноземов склонов (1) и днища (2) балки “Большой верх” (колхоз “Большевик”

Тимского района Курской обл.)

Растительность ба­лочных склонов север­ных экспозиций харак­теризуется высотой тра­востоя 65-70 см с проективным покрыти­ем 90-95%, в местах интенсивного выпаса скота — 20-25 см. Ос­новная масса корней сосредоточена в слое почвы 0-20 см. Дерни­на достаточно связная.

Из 40 видов расте­ний, произрастающих на склоне северной экс­позиции, 50% очень ценные в кормовом от­ношении. Они образу­ют основу травостоя, формируя прочную дер­нину, защищающую почву от эрозии. Расти­тельность склонов северных экспозиций отличается большей однородно­стью, чем южной.

На склонах южной экспозиции высота травяного покрова достигает в среднем 30-35 см, проективное покрытие — 40-50%, иногда — 60-65%. Подавляющее большинство растений непоедаемые или плохо поедаемые. Основная масса корней сосредоточена в слое почвы 0-10 см. Связность дернины слабая, и она легко разрушается при меха­ническом воздействии. В некоторых местах на склонах южной экспо­зиции сохранились участки степной растительности с преобладанием тырсы и шалфея поникшего.

Растительный покров склонов западной и восточной экспозиций но­сит промежуточный характер и сходен с растительностью, произраста­ющей на северных и южных склонах.

Травостой днища балки в значительной степени определяется свое­образными условиями увлажнения, некоторой подвижностью почвогрунта и отложениями.

Растительность слабо закрепленных участков (места смыва) сложе­на в основном круглостебельными сорняками: донник лекарственный, полынь горькая, бодяк полевой, крапива двудомная, репяшок аптеч­ный и др. Реже встречаются пырей ползучий и цикорий обыкновенный. В местах кольматажа плодородных илистых частиц чаще всего преоб­ладают злаковые группировки с пыреем ползучим, полевицей белой и обыкновенной, овсяницей луговой и тимофеевкой луговой. Дернина здесь достаточно прочная с содержанием основной массы корней в слое почвы 0-15 см.

В местах интенсивного выпаса скота почва сильно уплотняется и основу растительного покрова образуют клевер ползучий, люцерна сер­повидная, мятлик однолетний и розеткообразующие придорожные ра­стения. Дернина на этих участках слабая, корневая масса сосредоточе­на в основном в слое почвы 10-20 см.

Пространственное разнообразие почв и растительности склона даже одной экспозиции в основном определяется крутизной и расчлененностью на своеобразные блоки: понижение, водоток и межводотоковое пространство. С этим связаны неодинаковые условия увлажнения и мощность почвенного покрова, что отражается на продуктивности травостоя. В среднем за два года урожай сухой растительной массы на днище балки «Большой верх» составил 14,4 ц/га, на склоне северной экспозиции – 10,4, южной – 6,9, восточной – 8,7, западной – 7,9 ц/га.

Табл. 2. Урожай сухой надземной массы естественного травостоя (ц/га)

на темно-серых лесных почвах по элементам рельефа и экспозициям

(колхоз им. Дзержинского Курского р-на Курской обл.)

Влияние экспозиции балочных склонов усиливается в связи с возра­станием их крутизны. Так, склоны южной экспозиции крутизной 15° по количеству получаемого тепла равноценны или близки горизонтально­му участку, удаленному на 1500 км на юг, а склоны северной экспози­ции соответственно на север [15]. На склонах северных экспозиций создаются лучшие условия увлажнения и накопления растительной биомассы, чем на южных (табл. 2).

Для характеристики овражно-балочных земель важно учитывать расчлененность их оврагами. Полевые наблюдения экологического со­стояния и эрозионной опасности пастбищ в колхозе «Костенки» Хохольского района Воронежской области показали (табл. 3), что средняя расчлененность участков пастбищ в зависимости от экспозиции изменя­ется от 2,27 (северная) до 4,22 (южная) км/км², максимальная рав­нялась 12 км/км². Плотность оврагов изменяется соответственно от 20 до 40 шт./км². Средняя величина межовражных участков составила 4,1 га. Наиболее удобно учитывать характер расчлененности этих земель по межовражной площади. Этот показатель характеризует степень расчлененности и хозяйственную ценность участков пастбищ. Распределение пастбищных угодий овражно-балочных земель по межовражным площадям в колхозе «Костенки» следующее: 50 участ­ков — от 5 до 10 га, 102 — от 2 до 5 га и 265 — менее 2 га. Следова­тельно, основная площадь пастбищ представлена мелкими обособлен­ными межовражными участками.

Отличительная особенность овражно-балочных земель в том, что они испытывают различную эрозионную нагрузку, которую необходимо учитывать при индексировке сельскохозяйственных земель. При выде­лении таких категорий необходим последовательный переход от водо­раздела до тальвега балки, учитывая непрерывность развития эрозии на элементарных водосборах.

Методика установления категорий эрозионноопасных пахотных зе­мель по интенсивности смыва почв на зяби с учетом взаимосвязи гидрометеорологического, геоморфологического, почвенного, растительного и антропогенного факторов изложена нами ранее [5].

Очевидно, эрозионная нагрузка будет определяться примыкающей к овражно-балочным землям категорией пахотных земель. Так, если к овражно-балочным присоединяются земли пахотных склонов IV катего­рии, то первым присваивается следующий номер категории — пятый (V). Однако это не означает, что величина смыва почв будет превы­шать установленную величину для пахотных земель. Чаще, в результа­те высокой почвозащитной эффективности растительности [4] образо­вания напаши и перегиба склона, приуроченного к границе, она быва­ет несколько ниже.

Табл.3. Характеристика эрозионного состояния пастбищ колхоза «Костенки»

Характер расчлененности пастбищных земель целесообразно учиты­вать по величине межовражной площади. Наиболее удобна такая шка­ла: а — более 10 га, б — 10-5, в — 5-2, г — менее 2 га.

Значительное перераспределение поверхностного стока воды по гра­нице между пашней и овражно-балочными землями не позволяет с до­статочной надежностью определять категории последних по интенсив­ности смыва почв, как это можно сделать на пашне. Устанавливать ка­тегории овражно-балочных земель целесообразно по эрозионной нагруз­ке (римские цифры II—VI), экспозиции склонов (соответствующий ин­декс проставляется справа от индекса эрозионной нагрузки прописны­ми буквами), межовражным площадям, в соответствии со шкалой (строчные буквы а, б, в, г) и крутизне балочных склонов (пригодные для механизированной обработки до 15° и непригодные — более 15°, соответствующие индексы подчеркиваются снизу сплошной линией). Единая индексировка земель приведена в таблице 4 и на рис. 2.

Рис. 2. Фрагмент выделения категорий сельскохозяйственных земель на элементарных водосборах по степени их эрозионной опасности (колхоз «Победа» Подгоренского райо­на Воронежской области, масштаб 1:10000, сечение рельефа — 2,5 м): 1 — горизонта­ли; 2 — границы категорий; 3 — границы угодий; 4 — овраги; 5 — промоины; 6 — существующие и проектируемые лесные полосы; 7 — индексы категорий.

Предложенный методический подход для установления категории сельскохозяйственных земель по степени их эрозионной опасности и ха­рактеру дальнейшего использования состоит в единстве учета совокуп­ности природных и антропогенных факторов эрозии и развития ее на всей площади элементарного водосбора от водораздела до тальвега балки или речной долины.

В основу выделения категорий овражно-балочных земель положен признак, который характеризует степень развития эрозии, а также хо­зяйственную ценность этих почв. Величина межовражной площади оп­ределяет характер использования таких земель, степень антропогенной нагрузки и экологическое состояние всего ландшафтного комплекса. Овражно-балочные земли с величиной межовражных участков менее 2 га с хозяйственно-экономической и экологической точек зрения целе­сообразно отводить под сплошное облесение. Это позволит устранить причины и последствия нарушения их экологического равновесия.

Табл. 2. Схема единой индексировки категорий сельскохозяйственных земель

по степени эрозионной опасности

Накоплен значительный опыт восстановления разрушенных оврага­ми земель [6, 7, 10, 13]. Облесение практически разрушенных овраж­но-балочных земель улучшит экологическое состояние прилегающих почв и будет способствовать повышению их продуктивности. Обособленные участки овражно-балочных земель с межовражной площадью 2-5 га трудно, а иногда и невозможно использовать под выпас скота, так как будет чрезмерная нагрузка животных на единицу площади, поэтому такие участки целесообразно отводить под сенокосы. Для предотвра­щения роста оврагов и устранения отрицательного экологического вли­яния на прилегающие земли необходимо применять систему гидротех­нических сооружений и лесных полос. Если межовражные участки (2-5 га) примыкают к более крупным, необходимы меры по выполаживанию оврагов [13] с целью их объединения. При этом пастбищная на­грузка скота на организованных загонах должна быть несколько сни­жена. Межовражные участки в 5-10 га целесообразнее использовать как пастбища, предварительно проведя защиту земель от водной эро­зии и выполаживание оврагов. Коренная мелиорация позволит разроз­ненные, изолированные массивы овражно-балочных земель превратить в оптимальные по размерам гуртовые (отарные). Слаборасчлененные, (межовражные участки в 10 га) овражно-балочные земли следует улуч­шать в первую очередь. Накоплен обширный материал, позволяющий значительно повысить продуктивность пастбищ при коренном и поверх­ностном их улучшении [10, 12, 13].

Рис. 3. Овраг, создавший угрозу разрушения жилого дома (фото М.И.Парахневича)

Использование овражно-балочных земель должно быть тесно связа­но с организацией и устройством их территории. Необходимо сделать так, чтобы пастьба не была одной из причин развития эрозии. Для это­го необходимо предусмотреть огораживание бровок оврагов, скотопро­гонов, загонов очередного стравливания Плотность поголовья скота должна быть увязана с реальной продуктивностью пастбищ. Использо­вание их следует осуществлять в системе пастбищеоборота, который регламентирует выпас, сенокошение и предусматривает меры по улуч­шению пастбищ на каждом конкретном участке. Все это позволит по­высить уровень экологической устойчивости овражно-балочных земель при одновременном росте их продуктивности

Овражно-балочные земли Центрального Черноземья должны стать высокопродуктивными зелеными конвейерами в создании прочной кор­мовой базы для животноводства.

Литература

1. Аристов И. Ф., Иванов В. Д., Дощечкина Г. В. — Науч. –техн. бюл. по проблеме «Защита почв от эрозии», Курск, 1974, вып 2, с. 30.

2. «Защита почв от эрозии» в Центр.-Чернозем. зоне: Рекомендации. - Каменная Степь, 1978.

3. Иванов В.Д. – Вестник с.-х. науки, 1982, № 8, с. 69.

4. Иванов В.Д. – Вестник с.-х. науки, 1983, № 7, с. 101-106.

5. Иванов В.Д., Лопырев М.И. – Почвоведение, 1979, № 4, с. 81- 91.

6. Калиниченко Н.П. Организация и технология работ по защите почв от водной эрозии. - М.: Высшая школа, 1978.

7. Котов П.Ф., Мухин Н. Г. Борьба с эрозией, мелиорация и кормопроизводство. - Каменная Степь, 1977, с. 64 – 76.

8. Костенко П.М., Иванов В.Д., Романюк В.Н. – Кормопроизводство, 1981, № 2, с. 22.

9. Костенко П.М., Иванов В.Д., Романюк В.Н. – Земледелие, 1981, № 4, с. 51-52.

10. Методические рекомендации по проетированию комплекса противоэрозионных мероприятий для проектов внутрихозяйственного землеустройства колхозов и совхозов Курской области. Курск, 1978.

11. Ненароков М.И. Улучшение сенокосов и пастбищ. – Воронеж, Центр.-Чернозем. кн. изд-во, 1971.

12. Овчинников И.А. – Вестник с.-х. науки, 1976, № 5, с. 113-120.

13. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. – М.: Колос, 1981.

14. Указания по проектированию противоэрозионных мероприятий. - М.: Колос, 1970.

15. Чижмаков А.Ф. Землеустройство, геодезия и планировка сельских населенных мест. – Воронеж, 1971, с. 101-113.

16. Иванов В.Д., Чечин Д.И., Михайлова Н.Ф., Дощечкина Г.В. Рациональное использование овражно-балочных земель Центрального Черноземья. – Вестник с.-х. науки, 1985, № 8, с. 50-56.

Содержание гумуса, фосфора и калия в почвах Воронежской области и потери их от эрозии

С созданием в 1964 г. в стране агрохимической службы к настоящему времени накопился большой экспериментальный материал, требующий осмысления и детального анализа для определения практических шагов по поддержанию и повышению плодородия почв. В этом отношении определенный интерес представляет динамика содержания общего гумуса, подвижного фосфора и обменного калия по соответствующим турам проведения сплошного агрохимического обследования, выполненным по единой методике (табл. 1-3) и потерь их от эрозии (табл. 4-6) с учетом особенностей природных условий Воронежской области (рис. 1).

Территория Воронежской области делится на две зоны: лесостепную - 1 и степную - 11. В лесостепную зону (1) входят Среднерусская провинция - А с округом черноземов типичных и выщелоченных - а, включающим Землянский - 1, Хохольский - 2 и Репьевский - 3 районы, а также Окско-Донская провинция - Б с округом черноземов типичных - б, включающим Воронежский - 4, Панинский - 5, Бобровско-Терновский - 6 и Грибановский - 7 районы.В степную зону (11) входят Среднерусская провинция - В с округом черноземов обыкновенных - в, включающим Подгоренский - 8, Павловский - 9, Бутурлиновский - 10 и Калачеевский - 11 районы и с округом черноземов южных - г, включающим Кантемировский - 12 и Криушанский - 13 районы, а также Окско-Донская провинция - Г с округом черноземов обыкновенных и типичных - д Поворинского - 14 р-на (рис. 1).

Абсолютные отметки территории Воронежской области изменяются в пределах 150-250 м, глубина эрозионного (вертикального) расчленения составляет 20-125 м. Густота овражной сети за исключением Панинского района изменяется от 0,1 в Воронежском районе до 1,0 км/км² в Подгоренском, Калачеевском и Кантемировском районах. Количество смытых почв варьирует в средних пределах от 10 до 40%. Годовое количество осадков находится в пределах от 550-600 в Бутурлиновском, Грибановском и большинстве других районов, до 650-700 мм в Землянском районе. Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в июле составляет 25-50 мм. Число суховейных дней в году от 13 до 26. Площадь пашни по районам составляет 70-90% от площади сельхозугодий. Удельный вес зерновых культур - 50-60%, кормовых - 20-30, пропашных - 10-30%. По совокупности природных факторов Воронежская область характеризуется выраженными эрозионно-засушливыми условиями.

Рис. 1. Схема природно-сельскохозяйственного районирования территории

Воронежской области (м 1:3000000; Атлас..., 1994). Пояснения - по тексту.

Воронежская область по совокупности агрометеорологических показателей делится на три агрометеорологических района. Первый и второй районы подразделяются, преимущественно по величине гидротермического коэффициента, на два подрайона: 1а (ГТК = 1,0-1,1) и 1б (ГТК < 1,0), а также 11а (ГТК = 1,0-1,1) и 11б (ГТК = 0,9-1,0). Гидротермический коэффициент третьего агроклиматического района меньше 0,9 (рис. 2).

Рис. 2. Агроклиматическое районирование территории Воронежской области

(м 1:3000000; Атлас..., 1994)

Гумус - это сложное специфическое органоминеральное образование почвы в процессе их длительной эволюции. Он улучшает и оптимизирует водный, воздушный, тепловой, биологический и пищевой режимы почв, определяет уровень их плодородия. По содержанию гумуса в 0-20 см слое почвы делят на малогумусные (<4%), среднегумусные (4-6%), высокогумусные (6-8%) и тучные (более 8%). Наибольшим содержанием гумуса в пахотном слое почв (>7%) характеризуются Панинский и Верхнехавский районы; наименьшим (~4%) – Петропавловский и Богучарский. Средневзвешенное содержание гумуса по области за 30-летний период по шести турам обследования сохраняется на одном и том же уровне (5,63-5,64%). Представленные данные (табл.1) свидетельствуют о том, что содержание гумуса в черноземах Воронежской области стабилизировалось на сравнительно низком уровне задолго до создания в стране агрохимической службы. Колебания по турам обследования, тенденция его уменьшения и незначительное по ряду районов повышение - результат применения удобрений и культуры земледелия.

Табл. 1. Динамика средневзвешенного содержания гумуса в почвах области, %

В течение длительного времени с полей ежегодно отчуждалась значительная часть растительной массы с основной и побочной продукцией, нарушался баланс между расходными и приходными статьями органической части почв. В результате этого уменьшалось содержание в почве гумуса, произошла агрофизическая и биологическая деградация черноземов. Этот негативный процесс усиливался процессами эрозии почв (рис. 2) и ее неизменным спутником - засухой.

Рис. 3. Карта ежегодных некомпенсируемых почвообразованием потерь почвы от эрозии по геоморфологическим и административным районам Воронежской области. Геоморфологические районы: I - северо-западный; II - северный; III - западный; IV - юго-западный; V - южный; VI - юго-восточный; VII - северо-восточный. Интенсивность поверхностного смыва почв за весенний паводок, т/га: 1 - <5; 2 - 5-10; 3 - 10-15; 4 - 15-20 (Иванов, 1983).

Таб. 2. Средневзвешенное содержание подвижного фосфора (мг/кг)

в почвах Воронежской области по административным районам

Табл. 3. Средневзвешенное содержание обменного калия

в почвах Воронежской области, мг на 1 кг почвы

В отношении содержания подвижного фосфора (табл. 2) обращает внимание его существенное возрастание по двум последним турам обследования. Это произошло потому, что в результате применения минеральных удобрений на фоне небольших доз органических удобрений изменился состав почвенно-поглощающего комплекса, повысилась насыщность его Н⁺ и Al³⁺, что привело к подкислению почв и повышению растворимости фосфатов почвы и удобрений.

Особенно заметное повышение содержания подвижного фосфора произошло в Верхнехавском, Панинском, Эртильском и Аннинском районах - с 86-100 до 130-132 мг/кг почвы, а по материалам последнего (1996 г.) обследования и в Грибановском районе - с 95 до 135 мг/кг почвы. Снижения содержания подвижного фосфора в пахотном слое почв Воронежской области относительно первого тура обследования не выявлено.

Как и по содержанию подвижного фосфора, наметилась четкая тенденция возрастания содержания обменного калия в период от первого до последнего туров агрохимического обследования почв. Наименьшее его содержание в настоящее время в пределах 105-115 мг/кг почвы характерно для Каменского, Нижнедевицкого, Новоусманского, Верхнемамонского, Репьевск